轉(zhuǎn)自 中國(guó)電源情報(bào)網(wǎng)

標(biāo)題:UPS知識(shí)速成  
1.UPS是什么?
UPS是不間斷電源(uninterruptible power system)的英文簡(jiǎn)稱(chēng),是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備.

從原理上來(lái)說(shuō),UPS是一種集數(shù)字和模擬電路,自動(dòng)控制逆變器與免維護(hù)貯能裝置于一體的電力電子設(shè)備;

從功能上來(lái)說(shuō),UPS可以在市電出現(xiàn)異常時(shí),有效地凈化市電;還可以在市電突然中斷時(shí)持續(xù)一定時(shí)間給電腦等設(shè)備供電,使你能有充裕的時(shí)間應(yīng)付;

從用途上來(lái)說(shuō),隨著信息化社會(huì)的來(lái)臨,UPS廣泛地應(yīng)用于從信息采集、傳送、處理、儲(chǔ)存到應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié),其重要性是隨著信息應(yīng)用重要性的日益提高而增加的.

2.UPS分哪些種類(lèi)?
UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動(dòng)式三大類(lèi);

其中,我們最常用的是后備式UPS,如四通HO系列與SD系列,它具備了自動(dòng)穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等UPS最基礎(chǔ)也最重要的功能,雖然一般有10ms左右的轉(zhuǎn)換時(shí)間,逆變輸出的交流電是方波而非正弦波,但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而具有價(jià)格便宜,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于微機(jī)、外設(shè)、POS機(jī)等領(lǐng)域;

在線式UPS結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但性能完善,能解決所有電源問(wèn)題,如四通PS系列,其顯著特點(diǎn)是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電,能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問(wèn)題;由于需要較大的投資,通常應(yīng)用在關(guān)鍵設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中心等對(duì)電力要求苛刻的環(huán)境中;

另外四通、APC等廠商還提供在線互動(dòng)式UPS,同后備式相比較,在線互動(dòng)式具有濾波功能,抗市電干擾能力很強(qiáng),轉(zhuǎn)換時(shí)間小于4ms,逆變輸出為模擬正弦波,所以能配備服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區(qū);尤其四通MD系列的UPS,價(jià)格又遠(yuǎn)低于在線式,是應(yīng)該向用戶(hù)大力推薦的一種更好的選擇.

3.為什么要配備UPS?
據(jù)IDC統(tǒng)計(jì),全部電腦故障的45%是由電源問(wèn)題引起的;在中國(guó),大城市停電的次數(shù)平均為0.5次/月,中等城市為2次/月,小城市或村鎮(zhèn)為4次/月,電網(wǎng)存在至少九種問(wèn)題:斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖干擾;因此從改善電源質(zhì)量的角度來(lái)說(shuō)給電腦配備一臺(tái)UPS是十分必要的.

另外,精密的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信設(shè)備是不允許電力有間斷的,以服務(wù)器為核心的網(wǎng)絡(luò)中心要配備UPS是不言而喻的,即使是一臺(tái)普通電腦,其使用三個(gè)月以后的數(shù)據(jù)文件等軟件價(jià)值就已經(jīng)超過(guò)了硬件價(jià)值,因此為防止數(shù)據(jù)丟失而配備UPS也是十分必須的.

4.我應(yīng)該配備什么樣的UPS?
根據(jù)設(shè)備的情況、用電環(huán)境以及想達(dá)到的電源保護(hù)目的,可以選擇適合的UPS;例如對(duì)內(nèi)置開(kāi)關(guān)電源的小功率設(shè)備一般可選用后備式UPS,在用電環(huán)境較惡劣的地方應(yīng)選用在線互動(dòng)式或在線式UPS,而對(duì)不允許有間斷時(shí)間或時(shí)刻要求正弦波交流電的設(shè)備,就只能選用在線式UPS.


5.我應(yīng)該配備多大功率的UPS?
首先要確定您的設(shè)備是多大功率的,一般來(lái)講普通PC機(jī)或工控機(jī)的功率在200W左右,蘋(píng)果機(jī)在300W左右,服務(wù)器在300W與600W之間,其他設(shè)備的功率數(shù)值可以參考該設(shè)備的說(shuō)明書(shū).

其次應(yīng)了解UPS的額定功率有兩種表示方法:視在功率(單位VA)與實(shí)際輸出功率(單位W),由于無(wú)功功率的存在所以造成了這種差別,兩者的換算關(guān)系為:視在功率*功率因數(shù)=實(shí)際輸出功率

后備式、在線互動(dòng)式的功率因數(shù)在0.5與0.7之間,在線式的功率因數(shù)一般是0.8.

給設(shè)備配UPS時(shí)應(yīng)以UPS的實(shí)際輸出功率為匹配的依據(jù),有些經(jīng)銷(xiāo)商有意或無(wú)意會(huì)混淆(VA)與(W)的區(qū)別,這點(diǎn)要提請(qǐng)用戶(hù)注意.

6．UPS的"集中式"與"分散式"配備方式有什么區(qū)別?
如果需要配UPS的設(shè)備較多,您可以采用"集中式"或"分散式"兩種配備方式;所謂"集中式",就是用一臺(tái)較大功率的UPS負(fù)載所有設(shè)備,如果設(shè)備之間距離較遠(yuǎn),還需要單獨(dú)鋪設(shè)電線,大型數(shù)據(jù)中心、控制中心常采用這種方式,雖然便于管理,但成本較高.

"分散式"配備方式是現(xiàn)在比較流行的一種配備方式,就是根據(jù)設(shè)備的需要分別配備適合的UPS,譬如對(duì)一個(gè)局域網(wǎng)的電源保護(hù),可以采取給服務(wù)器配備在線式UPS,各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別配備后備式UPS的方案,這樣配備的成本較低并且可靠性高.

這兩種供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下表:

集中供電方式 便于管理 布線要求高 可靠性低 成本高
分散供電方式 不便管理 布線要求低 可靠性高 成本低

UPS的配備需要較專(zhuān)業(yè)的知識(shí),請(qǐng)咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)人士,他們會(huì)為您設(shè)計(jì)合理的配備方案.

7.為什么UPS一定要買(mǎi)名牌?
UPS產(chǎn)品的功能在于保障,對(duì)用戶(hù)而言UPS常常是保護(hù)設(shè)備與數(shù)據(jù)安全的最后防線,相比其他產(chǎn)品"可靠性與品質(zhì)"對(duì)UPS具有更重要的意義,而惟有長(zhǎng)期建立起來(lái)的名牌產(chǎn)品才能有這樣的實(shí)力.

中國(guó)目前的UPS市場(chǎng)十分繁榮,國(guó)際知名的品牌基本上都已進(jìn)入中國(guó),如來(lái)自歐洲的梅蘭日蘭,來(lái)自美國(guó)的愛(ài)克賽、APC等,洋品牌在技術(shù)上有一定優(yōu)勢(shì),同時(shí)價(jià)格也較為昂貴,其主要市場(chǎng)份額集中在中大功率UPS市場(chǎng)(10KVA以上);上世紀(jì)九十年代以來(lái),國(guó)內(nèi)一些優(yōu)秀品牌在UPS市場(chǎng)異軍突起,憑借在技術(shù)上的不斷追求與本土化的生產(chǎn)服務(wù)優(yōu)勢(shì),取得了令人矚目的成績(jī),已經(jīng)成為中小功率UPS市場(chǎng)的主力軍;作為唯一推出自有品牌UPS的著名IT廠商,四通UPS便是其中的杰出代表.

國(guó)內(nèi)國(guó)外的名牌產(chǎn)品都是您可以信賴(lài)的選擇,區(qū)別在于性能價(jià)格比的差異,但如同其他產(chǎn)品一樣,UPS市場(chǎng)也是良莠不齊,存在許多魚(yú)目混珠的假冒偽劣產(chǎn)品,一般都打著山特的旗號(hào),是廣東、江浙等地的地下工廠生產(chǎn)的仿冒品,這些UPS的特點(diǎn)是偷工減料質(zhì)次價(jià)低,品質(zhì)與服務(wù)毫無(wú)保障,僅憑低價(jià)吸引用戶(hù),理智的用戶(hù)應(yīng)拒絕低價(jià)的誘惑,把品牌當(dāng)成選擇UPS的首要因素.


8.UPS備用時(shí)間的長(zhǎng)短是由什么決定的?
是由UPS的儲(chǔ)能裝置決定的,現(xiàn)在的UPS一般都用全密封的免維護(hù)鉛酸蓄電池作為儲(chǔ)能裝置,電池容量的大小由"安時(shí)數(shù)(AH)"這個(gè)指標(biāo)反映,其含義是按規(guī)定的電流進(jìn)行放電的時(shí)間.相同電壓的電池,安時(shí)數(shù)大的容量大;相同安時(shí)數(shù)的電池,電壓高的容量大,通常以電壓和安時(shí)數(shù)共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH.

后備式UPS一般內(nèi)置4AH或7AH的電池,其備用時(shí)間是固定的;在線式與在線互動(dòng)式UPS有內(nèi)置7AH電池的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型,也有外配大容量電池的長(zhǎng)效機(jī)型,用戶(hù)可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的備用時(shí)間而確定配備多大容量的電池.

蓄電池是UPS的重要組成部分,占有很大的價(jià)值比重,并且其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到UPS的正常使用,所以應(yīng)慎重選擇有質(zhì)量保證的正牌蓄電池.

9.使用UPS有哪些注意事項(xiàng)?
1)UPS的使用環(huán)境應(yīng)注意通風(fēng)良好,利于散熱,并保持環(huán)境的清潔.
2)切勿帶感性負(fù)載,如點(diǎn)鈔機(jī)、日光燈、空調(diào)等,以免造成損壞.
3)UPS的輸出負(fù)載控制在60%左右為最佳,可靠性最高.
4)UPS帶載過(guò)輕(如1000VA的UPS帶100VA負(fù)載)有可能造成電池的深度放電,會(huì)降低電池的使用壽命,應(yīng)盡量避免.
5)適當(dāng)?shù)姆烹?有助于電池的激活,如長(zhǎng)期不停市電,每隔三個(gè)月應(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負(fù)載放電一次,這樣可以延長(zhǎng)電池的使用壽命.
6)對(duì)于多數(shù)小型UPS,上班再開(kāi)UPS,開(kāi)機(jī)時(shí)要避免帶載啟動(dòng),下班時(shí)應(yīng)關(guān)閉UPS;對(duì)于網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的UPS,由于多數(shù)網(wǎng)絡(luò)是24小時(shí)工作的,所以UPS也必須全天候運(yùn)行.
7)UPS放電后應(yīng)及時(shí)充電,避免電池因過(guò)度自放電而損壞.

10.蓄電池的容量是什么含義?
一般用20小時(shí)放電率(C10)的安時(shí)數(shù)代表電池額定容量的大小,即在25℃下以恒定電流放電20小時(shí)至終止電壓(1.75V/單格),該電流的20倍即為電池的容量,一般用AH數(shù)表示.例如,12V/100AH的電池是指該電池能夠以5A(0.05C)的電流恒定放電至終止電壓10.5V,可連續(xù)放電20小時(shí).另外要注意,電池放電時(shí)間與放電電流不是線性關(guān)系,如100AH電池以100A的電流放電支持不了1個(gè)小時(shí),只有數(shù)十分鐘;而以1A的電流放電,則會(huì)超出100小時(shí)(不推薦如此方式放電).

11.標(biāo)準(zhǔn)型UPS是否可以直接外接電池作長(zhǎng)效型UPS使用?
不適合,由于標(biāo)準(zhǔn)型UPS設(shè)計(jì)的充電電流較小,另外受散熱條件的限制,如作長(zhǎng)效型UPS使用,一方面達(dá)不到使用目的,另一方面也容易對(duì)UPS、電池的使用造成不良影響,甚至于損壞.

12.如何延長(zhǎng)不間斷電源系統(tǒng)的供電時(shí)間?
延長(zhǎng)不間斷電源系統(tǒng)的供電時(shí)間有兩種方法:

1. 外接大容量電池組:可根據(jù)所需供電時(shí)間外接相應(yīng)容量的電池組,但須注意此種方法會(huì)造成電池組充電時(shí)間的相對(duì)增加,另外也會(huì)增加占地面積與維護(hù)成本,故需認(rèn)真評(píng)估.

2．選購(gòu)容量較大的不間斷電源系統(tǒng):此方法不僅可減少維護(hù)成本,若遇到負(fù)載設(shè)備擴(kuò)充,較大容量的不斷電系統(tǒng)仍可立即運(yùn)作.

13.常見(jiàn)的電力問(wèn)題有哪些?又有什么不同的解決方式?
有一種常見(jiàn)的誤解,認(rèn)為我們使用的市電,除了偶爾發(fā)生的斷電事故,是連續(xù)而且穩(wěn)定的,其實(shí)不然.市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng),上面連接了成千上萬(wàn)各種各樣的負(fù)載,其中一些較大的感性、容性、開(kāi)關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能,還會(huì)反過(guò)來(lái)對(duì)電網(wǎng)本身造成影響,惡化電網(wǎng)的供電品質(zhì).另外意外的自然和人為事故,如地震、火災(zāi)、雷擊、輸變電系統(tǒng)短路等,都會(huì)危害電力的正常供應(yīng),從而影響負(fù)載的正常工作.根據(jù)電力專(zhuān)家的測(cè)試,電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對(duì)電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問(wèn)題主要有以下幾種:


1、電涌(power surges):指輸出電壓有效值高于額定值110%,而且持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)或數(shù)個(gè)周期,電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機(jī)時(shí),電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓.

2、高壓突波(high voltage spikes):指峰值達(dá)6000V,持續(xù)時(shí)間從萬(wàn)分之一秒至二分之一周期(10ms)的電壓,這主要是由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作而產(chǎn)生.
3、暫態(tài)過(guò)電壓(switching transients):指峰值電壓高達(dá) 20000V,但持續(xù)時(shí)間界于百萬(wàn)分之一秒至萬(wàn)分之一秒的脈沖電壓,其主要原因及可能造成的破壞類(lèi)似于高壓突波,只是在解決方法上會(huì)有區(qū)別.

4、電壓下陷(power sags):指市電電壓有效值介于額定值的80%至85%之間的低壓狀態(tài),并且持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)到數(shù)個(gè)周期,大型設(shè)備開(kāi)機(jī)、大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或大型電力變壓器接入都可能造成這種問(wèn)題.

5、噪聲干擾(electrical line noise):指射頻干擾(RFI)和電磁干擾(EFI)以及其它各種高頻干擾,馬達(dá)的運(yùn)行、繼電器的動(dòng)作、馬達(dá)控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風(fēng)暴等,都會(huì)引起噪聲干擾.

6、頻率飄移(frequency variation):系指市電頻率的變化超過(guò)3Hz以上,這主要是由于應(yīng)急發(fā)電機(jī)的不穩(wěn)定運(yùn)行,或由頻率不穩(wěn)定的電源供電所致.

7、電壓過(guò)低(brownout):指市電電壓有效值低于額定值,并且持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,其產(chǎn)生原因包括:大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、主電力線切換、啟動(dòng)大型電動(dòng)機(jī)、線路過(guò)載等.

8、市電中斷(power fai1):指市電中斷并且持續(xù)至少兩個(gè)周期到數(shù)小時(shí)的情況,其產(chǎn)生原因有:線路上的斷路器跳閘、市電供應(yīng)中斷、電網(wǎng)故障等.

針對(duì)以上各種電力問(wèn)題,有以下不同的幾種解決方式,其效果如下表所示:

○代表有較佳保護(hù) △代表有限或視狀況保護(hù) ×代表沒(méi)有保護(hù)

14.UPS蓄電池的正確使用與維護(hù)
在使用不間斷電源系統(tǒng)的過(guò)程中,人們往往片面地認(rèn)為蓄電池是免維護(hù)的而不加重視.然而有資料顯示,因蓄電池故障而引起UPS主機(jī)故障或工作不正常的比例大約為1/3.由此可見(jiàn),加強(qiáng)對(duì)UPS電池的正確使用與維護(hù),對(duì)延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,降低UPS系統(tǒng)故障率,有著越來(lái)越重要的意義.除了選配正規(guī)品牌蓄電池以外,應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手正確地使用與維護(hù)蓄電池:

一、保持適宜的環(huán)境溫度.影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度,一般電池生產(chǎn)廠家要求的最佳環(huán)境溫度是在20-25℃之間.雖然溫度的升高對(duì)電池放電能力有所提高,但付出的代價(jià)卻是電池的壽命大大縮短.據(jù)試驗(yàn)測(cè)定,環(huán)境溫度一旦超過(guò)25℃,每升高10℃,電池的壽命就要縮短一半.目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護(hù)的密封鉛酸蓄電池,設(shè)計(jì)壽命普遍是5年,這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達(dá)到.達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境要求,其壽命的長(zhǎng)短就有很大的差異.另外,環(huán)境溫度的提高,會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng),從而產(chǎn)生大量的熱能,又會(huì)反過(guò)來(lái)促使周?chē)h(huán)境溫度升高,這種惡性循環(huán),會(huì)加速縮短電池的壽命.

  二、定期充電放電.UPS電源中的浮充電壓和放電電壓,在出廠時(shí)均已調(diào)試到額定值,而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的,使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載,比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù).一般情況下,負(fù)載不宜超過(guò)UPS額定負(fù)載的60%.在這個(gè)范圍內(nèi),電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度放電.
  UPS因長(zhǎng)期與市電相連,在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中,蓄電池會(huì)長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài),日久就會(huì)導(dǎo)致電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低,加速老化而縮短使用壽命.因此,一般每隔2-3個(gè)月應(yīng)完全放電一次,放電時(shí)間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定.一次全負(fù)荷放電完畢后,按規(guī)定再充電8小時(shí)以上.

  三、利用通訊功能.目前,絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能.在微機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件,通過(guò)串/并口連接UPS,運(yùn)行該程序,就可以利用微機(jī)與UPS進(jìn)行通訊.一般具有信息查詢(xún)、參數(shù)設(shè)置、定時(shí)設(shè)定、自動(dòng)關(guān)機(jī)和報(bào)警等功能.通過(guò)信息查詢(xún),可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)內(nèi)溫度和市電頻率等信息;通過(guò)參數(shù)設(shè)置,可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時(shí)間和電池用完告警等.通過(guò)這些智能化的操作,大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理.

  四、及時(shí)更換廢/壞電池.目前大中型UPS電源配備的蓄電池?cái)?shù)量,從3只到80只不等,甚至更多.這些單個(gè)的電池通過(guò)電路連接構(gòu)成電池組,以滿(mǎn)足UPS直流供電的需要.在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中,因性能和質(zhì)量上的差別,個(gè)別電池性能下降、儲(chǔ)電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的.當(dāng)電池組中某個(gè)/些電池出現(xiàn)損壞時(shí),維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)每只電池進(jìn)行檢查測(cè)試,排除損壞的電池.更換新的電池時(shí),應(yīng)該力求購(gòu)買(mǎi)同廠家同型號(hào)的電池,禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用.